双脉冲气保焊焊接方法（新型高效焊接方法）

带极气体保护焊

传统气体保护焊（GMAW）在过去几十年中不断发展，已用于三分之二以上的焊接任务。GMAW在手动和自动应用方面的灵活性、操作性和适用性使其成为合适的金属连接工艺。带极GMAW工艺是由德国研究人员从2001年开始研究，并发展起来的一种高效焊接工艺。它使用矩形截面的扁平状电极代替常规GMAW的圆柱焊丝进行焊接，其焊接速度和熔敷效率接近双丝焊。

带极GMAW工作原理

带极GMAW的工艺条件基本上与传统GMAW相同。典型的带状焊丝是4mm×0.5mm，与直径1.6mm的普通焊丝的横截面积大致相同；不同之处在于周长，带状焊丝的周长为9mm，而普通焊丝周长为5毫米，这使带状焊丝的表面积增加了约45％。

图1 普通焊丝（左）直径为1.6 mm，而带状焊丝为4 mm×0.5 mm

由于所谓的趋肤效应，电流集中在焊丝外表的薄层；越靠近焊丝表面，电流密度越大，焊丝内部实际上电流较小。随着焊丝表面积的增加，可以以更小的电阻传输更多的电流，这有助于通过改变焊丝的形状来提高焊接速度。

在带极GMAW中，电弧覆盖整个宽度并沿该宽度完全熔断。根据带状焊丝与焊缝的朝向，它可以产生宽而浅的熔池或窄而深的熔池。当带状焊丝垂直于焊缝方向可获得宽而浅的熔池，间隙的填缝能力较强，大大降低了焊件的装配要求，尤其适合于薄板高速焊；当带状焊丝平行于焊缝方向时产生窄而深的熔池，可提高焊接速度和熔深，应用于厚板焊接；将带状焊丝与焊缝方向变化不同角度可以产生不同的熔池，以适应焊接应用需要。

焊接设备

国外某公司已经生产出商用的带极MAG焊接系统，包括特制电源、焊枪和送丝系统。由于带极MAG焊的焊接电流较大，焊接过程中出现的较高热应力，所以焊枪气体喷嘴应直接通循环水冷却，如图 2所示带极MAG焊推-拉式水冷焊枪。

图2 带极MAG焊推-拉式水冷焊枪

填充材料和保护气体

带状焊丝通常由圆丝轧制而成，这种技术使焊丝锐边变圆，有助于增加异形接触尖端和导丝软管的使用寿命，保护气体与普通焊丝相同。

实际应用

带极GMAW典型的应用领域建包括建筑机械、钢结构工程、压力容器、车辆和船舶建设等方面。该技术是用于连续、自动化焊接半成品，如管道、型材和钢条，以及用于制造诸如车轴、车身部件和轮辋等零件。

参考文献

[1] DIRK DZELNITZKI. Using flat wire in GMAW. Practical Welding Today[R].

[2] Article, GMA welding using flat-wire electrodes, Fronius